<1051> Penetapan Kekentalan


 

    Kekentalan adalah suatu sifat cairan yang berhubungan erat dengan hambatan untuk mengalir. Kekentalan didefinisikan sebagai gaya yang diperlukan untuk menggerakkan secara berkesinambungan suatu permukaan datar melewati permukaan datar lain dalam kondisi mapan tertentu bila ruang diantara permukaan tersebut diisi dengan cairan yang akan ditentukan kekentalannya. Kekentalan adalah tekanan geser dibagi laju tegangan geser. Satuan dasarnya yaitu poise; namun oleh karena kekentalan yang diukur umumnya merupakan harga pecahan poise, maka lebih mudah digunakan satuan dasar sentipoise (1 poise = 100 sentipoise). Penentuan suhu penting karena kekentalan berubah sesuai suhu; secara umum kekentalan menurun dengan naiknya suhu. Bila skala kekentalan mutlak diukur dalam poise atau sentipoise, maka untuk memudahkan umumnya digunakan skala kinematik dalam stoke dan sentistoke (1 stoke = 100 sentistoke). Untuk memperoleh kekentalan kinematik dari kekentalan mutlak, kekentalan mutlak dibagi dengan kerapatan cairan pada temperatur yang sama; yaitu kekentalan kinematik = (kekentalan mutlak)/kerapatan. Ukuran satuan kekentalan dalam rentang normal dinyatakan dalam sentistoke. Perkiraan kekentalan dalam sentistoke pada suhu kamar, untuk eter 0,2; air 1; minyak tanah 2,5; minyak mineral 20 hingga 70 dan madu, 10.000.

    Kekentalan mutlak dapat diukur secara langsung jika dimensi alat pengukur diketahui dengan tepat, tetapi umumnya pengukuran lebih praktis dilakukan dengan mengkalibrasi alat menggunakan cairan yang diketahui kekentalannya, kemudian kekentalan cairan uji ditetapkan dengan membandingkan terhadap kekentalan cairan yang telah diketahui.

    Banyak zat, seperti gom, yang digunakan dalam bidang farmasi mempunyai kekentalan yang bervariasi, dan kebanyakan bersifat kurang menghambat aliran pada kecepatan aliran yang lebih tinggi. Pada keadaan ini, dipilih suatu kondisi pengukuran, dan pengukuran yang diperoleh dinyatakan sebagai kekentalan yang terukur. Karena perubahan kondisi pengukuran akan menyebabkan perubahan nilai kekentalan terukur suatu zat, maka dimensi alat dan kondisi pengukuran harus diikuti dengan saksama.

 

    Pengukuran Kekentalan Metode yang umum digunakan untuk pengukuran kekentalan meliputi penetapan waktu yang dibutuhkan oleh sejumlah volume tertentu cairan untuk mengalir melalui kapiler. Banyak jenis viskosimeter tabung kapiler telah dirancang, tetapi viskosimeter Ostwald dan Ubbelohde adalah yang paling sering digunakan. Beberapa tipe dijelaskan dengan petunjuk pemakaian oleh Badan Standardisasi Nasional (BSN). Kekentalan minyak dinyatakan dalam skala arbitrasi yang dapat berbeda antara satu negara dengan negara lain, karena penggunaan alat yang berbeda. Alat yang paling banyak digunakan adalah Redwood nomor 1 dan nomor 2, Engler, Saybolt Universal, dan Saybolt Furol. Tiap alat ini menggunakan satuan arbitrasi menurut nama masing-masing alat. Suhu baku digunakan untuk memudahkan pemakaian alat. Pada alat Saybolt, pengukuran umumnya dilakukan pada suhu 100ºF dan 210ºF; alat Redwood dapat digunakan pada beberapa suhu hingga 250ºF; dan hasil yang diperoleh dengan alar Engler umumnya pada 20ºC dan 50ºC. Jenis alat yang relatif mudah dan cepat adalah viskosimeter rotasi, yang menggunakan gasing atau kumparan yang dicelupkan ke dalam zat uji, dan mengukur tahanan gerak dari bagian yang berputar. Tersedia kumparan yang berbeda untuk rentang kekentalan tertentu, dan umumnya dilengkapi dengan beberapa kecepatan rotasi. Alat rotasi lain mempunyai gasing yang statis dan cawan berputar. Viskosimeter Brookfield, Rotouisco dan Stormer merupakan contoh alat gasing berputar dan MacMichael merupakan contoh alat cawan berputar. Banyak alat rotasi lain dengan rancangan yang lebih canggih dilengkapi dengan alat khusus untuk pembacaan atau pencatatan dan dengan rentang kecepatan rotasi yang lebih luas.

    Bila hanya diperlukan jenis alat tertentu, jenis alat ini akan tertera pada masing-masing monografi.

    Untuk mengukur kekentalan, suhu zat uji yang diukur harus dikendalikan dengan tepat, karena perubahan suhu yang kecil dapat menyebabkan perubahan kekentalan yang berarti. Untuk pengukuran sediaan farmasi, suhu dipertahankan dalam batas lebih kurang 0,1º.

 

    Prosedur untuk Turunan Selulosa Pengukuran kekentalan larutan metilselulosa jenis kekentalan tinggi merupakan hal khusus, karena larutan ini terlalu kental untuk viskosimeter biasa. Viskosimeter Ubbelohde dapat digunakan untuk mengukur kekentalan larutan metilselulosa.

 

    Kalibrasi Viskosimeter Tipe Kapiler Tentukan konstanta viskosimeter, k, untuk setiap viskosimeter dengan menggunakan minyak yang telah diketahui kekentalannya.

    Viskosimeter Tipe Ostwald Isi tabung dengan sejumlah tertentu minyak (atur suhu pada 20,0º ± 0,1º) sebagaimana dinyatakan oleh pabrik. Atur meniskus cairan dalam tabung kapiler hingga garis graduasi teratas dengan bantuan tekanan atau pengisapan. Buka kedua tabung pengisi dan tabung kapiler agar cairan dapat mengalir bebas ke dalam wadah melawan tekanan atmosfer. [Catatan Kegagalan membuka salah satu tabung akan menyebabkan kesalahan pengamatan.] Catat waktu, dalam detik, yang diperlukan cairan untuk mengalir dari batas atas hingga batas bawah dalam tabung kapiler.

    Viskosimeter Tipe Ubbelohde Masukkan sejumlah minyak ke dalam tabung pengisi, atur suhu pada 20,0º ± 0,1º) dan pindahkan ke tabung kapiler dengan pengisapan perlahan, dan hati-hati untuk mencegah terbentuknya gelembung udara dalam cairan dengan menutup lubang tabung pengisi. Atur meniskus cairan dalam tabung kapiler hingga garis graduasi teratas. Buka lubang udara dan tabung kapiler agar cairan dapat mengalir bebas ke dalam wadah melawan tekanan atmosfer. [Catatan Kegagalan membuka lubang tabung pengisi sebelum melepas tabung kapiler akan menyebabkan kesalahan pengamatan.] Catat waktu dalam detik, yang diperlukan cairan untuk mengalir dari batas atas hingga batas bawah dalam tabung kapiler.

 

    Perhitungan

    Hitung konstanta viskosimeter, k, dengan rumus:

 

 

v adalah kekentalan cairan yang diketahui dalam sentipoise; d adalah bobot jenis cairan uji pada 20º/20º; t adalah waktu mengalir cairan dalam detik, dari batas atas hingga batas bawah dalam tabung kapiler.

    Jika viskosimeter diperbaiki, harus dikalibrasi ulang, karena perbaikan yang kecil seringkali menyebabkan perubahan bermakna pada konstanta, k